151 Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam 22TCN 262 - 2000 Bộ Giao thông vận tải Quy trình khảo sát thiết kế nền đờng ôtô đắp trên đất yếu tiêu chuẩn thiết kế Có hiệu lực từ ngày 15/6/2000 (Ban hành kèm theo Quyết định số 1398/2000/QĐ-BGTVT, ngày 1/6/2000 của Bộ trởng Bộ GTVT) I. Các quy định chung I.1. Quy trình này đợc áp dụng khi tiến hành khảo sát thiết kế nền đờng ôtô đắp trên đất yếu, bao gồm cả nền đắp đờng cao tốc và nền đắp đờng ôtô các cấp. Ngoài ra cũng có thể tham khảo áp dụng đối với nền đắp của sân bay trên vùng đất yếu. Trong quy trình này quy định rõ các yêu cầu cần phải thực hiện đối với việc khảo sát địa hình, điều tra và thử nghiệm địa kỹ thuật trên vùng đất yếu có tuyến đờng đi qua; đồng thời cũng quy định rõ các yêu cầu và tiêu chuẩn thiết kế cần phải đảm bảo đạt đợc khi thiết kế nền đắp trên đất yếu cùng với các yêu cầu cấu tạo và các phơng pháp tính toán tơng ứng, cũng nh việc lựa chọn giải pháp và phạm vi áp dụng của mỗi giải pháp thờng dùng để xây dựng nền đắp trên đất yếu (không đề cập đến các giải pháp đặc biệt nh xử lý đất yếu bằng điện thấm, bằng cọc vôi, cọc xi măng, cọc bêtông, cọc cát ). I.2. Khi tiến hành khảo sát thiết kế nền đờng qua vùng đất yếu, ngoài việc phải tuân theo các quy định ở quy trình này còn cần phải tuân theo các tiêu chuẩn và quy định chung về thiết kế nền đờng trong các TCVN 4054-1998 "Đờng ôtô - Yêu cầu thiết kế", TCVN 5729-1997 "Đờng ôtô cao tốc - Yêu cầu thiết kế". Các quy định trong tiêu chuẩn này về giải pháp sử dụng bấc thấm và vải địa kỹ thuật về cơ bản là không khác với các quy định ở "Quy trình thiết kế xử lý đất yếu bằng bấc thấm trong xây dựng nền đờng - 22TCN 244-98" và ở "Tiêu chuẩn thiết kế thi công và nghiệm thu vải địa kỹ thuật trong xây dựng nền đắp trên đất yếu - 22TCN 248-98". Trong trờng hợp có những yêu cầu khác nhau về khảo sát thiết kế nền đắp trên đất yếu thì nên thống nhất áp dụng các quy định ở tiêu chuẩn này. I.3. Trong quy trình này, đất yếu đợc xác định ở Điều I.4 là chỉ các loại đất có sức chống cắt nhỏ và tính biến dạng (ép lún) lớn, do vậy nền đắp trên đất yếu, nếu không có các biện pháp xử lý thích hợp thờng dễ bị mất ổn định toàn khối hoặc lún nhiều, lún kéo dài ảnh hởng đến mặt đờng, công trình trên đờng và cả mố cầu lân cận. Chính vì thế mà mục tiêu của các quy định trong quy trình này là nhằm đảm bảo cho kích thớc và các yếu tố hình học của nền đờng trên vùng đất yếu (kể cả cao độ nền) luôn duy trì đợc đúng thiết kế trong quá trình thi công nền đắp cũng nh trong quá trình khai thác đờng sau đó. 152 I.4. Tuỳ theo nguyên nhân hình thành, đất yếu có thể có nguồn gốc khoáng vật hoặc nguồn gốc hữu cơ. I.4.1. Loại có nguồn gốc khoáng vật thờng là sét hoặc á sét trầm tích trong nớc ở ven biển, vùng vịnh, đầm hồ, đồng bằng tam giác châu; loại này có thể lẫn hữu cơ trong quá trình trầm tích (hàm lợng cơ có thể tới 10-12%) nên có thể có mầu nâu đen, xám đen, có mùi. Đối với loại này, đợc xác định là đất yếu nếu ở trạng thái tự nhiên, độ ẩm của chúng gần bằng hoặc cao hơn giới hạn chảy, hệ số rỗng lớn (sét e 1,5, á sét e 1), lực dính C theo kết quả cắt nhanh không thoát nớc từ 0,15 daN/cm 2 trở xuống, góc nội ma sát từ 0-10 o hoặc lực dính từ kết quả thí nghiệm cắt cánh hiện trờng C u 0,35 daN/cm 2 . Ngoài ra ở các vùng thung lũng còn có thể hình thành đất yếu dới dạng bùn cát, bùn cát mịn (hệ số rỗng e > 1,0 độ bão hoà G > 0,8). I.4.2. Loại có nguồn gốc hữu cơ thờng hình thành từ đầm lầy, nơi nớc tích đọng thờng xuyên, mực nớc ngầm cao, tại đây các loài thực vật phát triển, thối rữa và phân huỷ, tạo ra các vật lắng hữu cơ lẫn với các trầm tích khoáng vật. Loại này thờng gọi là đất đầm lầy than bùn, hàm lợng hữu cơ chiếm tới 20-80%, thờng có màu đen hay nâu sẫm, cấu trúc không mịn (vì lẫn các tàn d thực vật). Đối với loại này đợc xác định là đất yếu nếu bị số rỗng và các đặc trng sức chống cắt của chúng cũng đạt các trị số nh nói ở I.4.1. Đất yếu đầm lầy than bùn còn đợc phân theo tỷ lệ lợng hữu cơ có trong chúng: - Lợng hữu cơ có từ 20-30%: Đất nhiễm than bùn - Lợng hữu cơ có từ 30-60%: Đất than bùn - Lợng hữu cơ trên 60%: Than bùn I.5. Phân loại trạng thái tự nhiên của đất yếu Để đánh giá sơ bộ về tính chất công trình của đất yếu, từ đó bớc đầu xem xét các giải pháp thiết kế nền đờng tơng ứng, đất yếu đợc phân loại theo trạng thái tự nhiên của chúng nh dới đây: I.5.1. Đất yếu loại sét hoặc á sét đợc phân loại theo độ sệt B: dnh d WW WW B = (I-1) trong đó: W, W d , W nh - Độ ẩm ở trạng thái tự nhiên, giới hạn dẻo và giới hạn nhão của đất yếu. Nếu B >1 thì đợc gọi là bùn sét (đất yếu ở trạng thái chảy) Nếu 0,75 < B 1 là đất yếu dẻo chảy. 153 I.5.2. Về trạng thái tự nhiên, đất đầm lầy than bùn đợc phân thành 3 loại I, II, III: Loại I: Loại có độ sệt ổn định; thuộc loại này nếu vách đất đào thẳng đứng sâu 1m trong chúng vẫn duy trì đợc ổn định trong 1-2 ngày; Loại II: Loại có độ sệt không ổn định; loại này không đạt tiêu chuẩn loại I nhng đất than bùn cha ở trạng thái chảy; Loại III: Đất than bùn ở trạng thái chảy. I.6. Khi tuyến đờng đi qua vùng đất yếu dẻo chảy, bùn sét nói ở Điều I. 4.1, I.5.1; vùng có bùn cát, bùn cát mịn nói ở Điều I.4.1; vùng đầm lầy than bùn nói ở Điều I5.2 thì cần phải có biện pháp khảo sát thiết kế tơng ứng (đợc đề cập ở các phần sau của quy trình này) để đảm bảo nền đờng ổn định về cờng độ và biến dạng, kể cả trờng hợp phía trên các lớp đất yếu đó có tồn tại một lớp đất không yếu. Riêng với các công trình đờng cao tốc và các công trình có ý nghĩa đặc biệt khác, nếu chiều cao nền đắp cao từ 8-10m trở lên thì các loại đất sét và á sét dẻo mềm (có độ sệt B trong phạm vi từ 0,5 -0,75) cũng nên áp dụng các biện pháp khảo sát thiết kế nh với đất yếu. II. Các yêu cầu và tiêu chuẩn thiết kế nền đắp trên đất yếu II.1. Các yêu cầu về ổn định Nền đắp trên đất yếu phải đảm bảo ổn định, không bị phá hoại do trợt trồi trong quá trình thi công đắp (đắp phần nền theo thiết kế hoặc đắp cao hơn cao độ thiết kế để gia tải trớc) và trong suốt quá trình đa vào khai thác sử dụng sau đó. Để đảm bảo yêu cầu này phải đảm bảo đợc đồng thời các tiêu chuẩn cụ thể dới đây: II.1.1. Mức độ ổn định dự báo theo kết quả tính toán đối với mỗi đợt đắp (đắp nền và đắp gia tải trớc) và đối với nền đắp theo thiết kế (có xét đến tải trọng xe cộ dừng xe tối đa trên nền) phải bằng hoặc lớn hơn mức độ ổn định tối thiểu quy định dới đây: Khi áp dụng phơng pháp nghiệm toán ổn định theo cách phân mảnh cổ điển với mặt trợt tròn khoét xuống vùng đất yếu và các thông số tính toán đợc xác định theo Mục V.3 thì hệ số ổn định nhỏ nhất K min = 1,20 (riêng trờng hợp dùng kết quả thí nghiệm cắt nhanh không thoát nớc ở trong phòng thí nghiệm để nghiệm toán thì K min =1,10; Khi áp dụng phơng pháp Bishhop để nghiệm toán ổn định thì hệ số ổn định nhỏ nhất K min =1,40; II.1.2. Số liệu quan trắc lún theo chiều thẳng đứng và quan trắc di động ngang của vùng đất yếu hai bên nền đắp trong quá trình đắp nền và đắp gia tải trớc phải không đợc vợt quá trị số quy định dới đây: Tốc độ lún ở đáy nền đắp tại trục tim của nền đờng không đợc vợt quá 10mm/ngày đêm. 154 Tốc độ di động ngang của các cọc quan trắc đóng hai bên nền đắp không đợc vợt quá 5mm/ngày đêm. Cách bố trí quan trắc lún và quan trắc di động ngang đợc nêu rõ ở Điều II.3.1 và II.3.3. II.2. Các yêu cầu và tiêu chuẩn tính toán lún II.2.1. Phải tính toán dự báo đợc độ lún tổng cộng S kể từ khi bắt đầu đắp nền cho đến khi lún hết hoàn toàn để đắp phòng lún (đắp rộng thêm bề rộng nền đờng so với bề rộng thiết kế). Bề rộng phải đắp thêm mỗi bên của nền đờng (b m ) đợc xác định theo công thức: b m = S.m (II-1) trong đó: 1/m - Độ dốc ta luy nền đắp thiết kế S đợc tính theo phơng pháp quy định ở VI.2 và VI.3 với 2 thành phần Si (lún tức thời do biến dạng ngang không thoát nớc, xét đến khả năng nở hông của đất yếu dới nền đắp) và lún cố kết S c (do nớc lỗ rỗng thoát ra và đất yếu bị nén chặt dới tải trọng đắp). II.2.2. Khi tính toán độ lún tổng cộng nói trên thì tải trọng gây lún phải xét đến chỉ gồm tải trọng nền đắp thiết kế bao gồm cả phần đắp phản áp (nếu có), không bao gồm phần đắp gia tải trớc (nếu có) và không xét đến tải trọng xe cộ. II.2.3. Sau khi hoàn thành công trình nền mặt đờng xây dựng trên vùng đất yếu, phần độ lún cố kết còn lại S tại trục tim của nền đờng đợc cho phép nh ở Bảng II- 1 dới đây: Phần độ lún cố kết cho phép còn lại S tại trục tim của nền đờng sau khi hoàn thành công trình Bảng II-1 Vị trí đoạn nền đắp trên đất yếu Loại cấp đờng Gần mố cầu Chỗ có cống hoặc đờng dân sinh chui dới Các đoạn nền đắp thông thờng 1. Đờng cao tốc và đờng cấp 80 10cm 20cm 30cm 2. Đờng cấp 60 trở xuống có tầng mặt cấp cao A1 20cm 30cm 40cm Ghi chú Bảng II-1: Phần độ lún cố kết còn lại S là phần lún cố kết cha hết sau khi làm xong áo đờng của đoạn nền đắp trên đất yếu. Trị số S đợc xác định theo công thức (VI-9) tuỳ thuộc độ cố kết U đạt đợc vào thời điểm làm xong áo đờng; 155 Chiều dài đoạn nền đờng gần mố cầu đợc xác định bằng 3 lần chiều dài móng mố cầu liền kề. Chiều dài đoạn nền đắp có cống hoặc có lối chui qua đờng ở dới đợc xác định bằng 3-5 lần bề rộng móng cống hoặc bề rộng lối đi qua đờng; Nếu phần độ lún cố kết còn lại S vợt quá các trị số cho phép ở Bảng II- 1 thì mới cần phải có các biện pháp xử lý để giảm S đề cập ở các Mục IV.3, IV.5, IV.6. Nếu thoả mãn các trị số cho phép ở Bảng II-1 thì không cần áp dụng các biện pháp tăng nhanh cố kết; II.2.4. Đối với các đờng cấp 20; 40 và đờng chỉ sử dụng kết cấu áo đờng mềm cấp cao A2 trở xuống thì không cần đề cập đến vấn đề độ lún cố kết còn lại khi thiết kế. II.2.5. Yêu cầu về quan trắc dự báo lún Ngoài việc tính toán dự báo các thành phần độ lún đã nói ở Điều II.2.1 để làm cơ sở cho việc đề xuất các giải pháp xử lý và cấu tạo nền đắp trên đất yếu, còn phải dựa vào kết quả quan trắc lún theo các quy định ở Điều II.3.1 và I.3.2 để so sánh, đối chiếu và hiệu chỉnh lại kết quả dự báo theo tính toán để kiểm tra độ lún và tốc độ lún cho phép quy định ở các Điều II.2.3 và II.1.2, cũng nh để xác định khối lợng đất hoặc cát bù lún thực tế sẽ đợc thanh toán sau khi công trình hoàn thành. Yêu cầu cụ thể của việc quan trắc lún là: Xác định đợc khối lợng đất hoặc cát đắp lún chìm vào trong đất yếu (so với mặt đất tự nhiên trớc khi đắp). Vẽ đợc biểu đồ quan hệ giữa độ lún tổng cộng S với thời gian (có ghi rõ thời gian từng đợt đắp nền và đắp gia tải). Dựa vào biểu đồ này để xử lý tách riêng các phần lún tức thời (là các phần lún tăng đột ngột trong thời gian các đợt đắp) và lập ra biểu đồ lún cố kết S t theo thời gian t kể từ khi kết thúc quá trình đắp nền và đắp gia tải trớc; Miêu tả quan hệ S t = f(t) thực tế quan trắc đợc một cách gần đúng nhất bằng một hàm số toán học dạng S t = S c (1 - t e ) với và là các hệ số hồi quy từ số liệu quan trắc lún, để làm cơ sở dự báo phần độ lún cố kết còn lại nói ở Điều II.2.3. II.3. Các yêu cầu về thiết kế và bố trí hệ thống quan trắc trong quá trình thi công nền đắp trên đất yếu II.3.1. Đối với công trình xây dựng nền đắp trên đất yếu, trong mọi trờng hợp, dù áp dụng giải pháp xử lý nào, dù đã khảo sát, tính toán kỹ vẫn phải thiết kế hệ thống quan trắc lún, chỉ trừ trờng hợp áp dụng giải pháp đào vét hết đất yếu, hạ đáy nền đắp đến tận lớp đất không yếu. Hệ thống này phải đợc bố trí theo các quy định sau: Mỗi phân đoạn nền đắp trên đất yếu đợc thiết kế tính toán khác nhau, hoặc mỗi phân đoạn thi công riêng rẽ phải có bố trí quan trắc lún riêng (khác nhau về chiều cao đắp, về loại đất yếu với các chỉ tiêu khác nhau rõ rệt và với chiều dày lớp đất yếu khác nhau rõ rệt); 156 Mỗi đoạn nói trên, nếu dài 100m thì cần bố trí 3 bàn đo lún trên cùng một mặt cắt ngang chính giữa phân đoạn (1 bàn tại tim nền đờng và 2 bàn ở vị trí mép vai nền đờng) nếu dài >100m thì tối thiểu phải bố trí 2 mặt cắt quan trắc lún nh trên và cứ thêm 100m lại bố trí thêm 1 mặt cắt (bố trí tại những nơi có khả năng lún nhiều); Hệ thống mốc cao độ dùng cho quan trắc lún phải đợc bố trí ở nơi không lún và phải đợc cố định chắc chắn; Bàn đo lún có kích thớc tối thiểu là 50x50cm có bề dày đủ cứng ( 3cm) gắn với cần đo thật chắc chắn, cần đo phải bằng thép có đờng kính nhỏ hơn đờng kính ống vách chắn đất đắp (không cho đất đắp tiếp xúc với cần đo): ống vách không đợc gắn với bàn đo lún. Nên dùng cần đo có đờng kính 4cm. Cần đo và ống vách nên làm từng đoạn 50-100cm để tiện nối theo chiều cao đắp. Bàn đo lún đợc đặt ở cao độ bắt đầu đắp nền đờng: vét, đào đất yếu đến đâu đặt bàn đo lún ở đó; nếu có tầng đệm cát thì đặt trên mặt tầng đệm cát, nếu có lớp vỏ cứng trên đất yếu thì đặt trên mặt đất vỏ cứng tự nhiên, nếu có rải vải địa kỹ thuật thì đặt trên mặt vải địa kỹ thuật. Trờng hợp phải đặt bàn đo trên mặt nền đất yếu thì phải đào đất yếu sâu 30cm trong phạm vi diện tích bàn đo lún thay bằng cát rồi mới đặt bàn đo lún lên. Bàn đo lún phải đợc bảo vệ chắc chắn, lâu dài ít nhất cho đến khi bàn giao công trình. II.3.2. Phải quy định chế độ quan trắc lún ngay trong đồ án thiết kế: Đo cao độ lúc đặt bàn lún và đo lún mỗi ngày một lần trong quá trình đắp nền và đắp gia tải trớc, nếu đắp làm nhiều đợt thì mỗi đợt đều phải quan trắc hàng ngày; Khi ngừng đắp và trong 2 tháng sau khi đắp phải quan trắc hàng tuần; tiếp đó quan trắc hàng tháng cho đến hết thời gian bảo hành và bàn giao cho phía quản lý khai thác đờng cả hệ thống quan trắc (để họ tiếp tục quan trắc nếu thấy cần thiết); Mức độ chính xác yêu cầu phải đến mm. II.3.3. Khi áp dụng các giải pháp xử lý nền đắp trên đất yếu có đòi hỏi phải khống chế tốc độ đắp thì cần phải thiết kế hệ thống quan trắc di động ngang để theo dõi mức độ ổn định trong quá trình đắp nh đã nói ở Điều II.1.2, hệ thống này đợc bố trí nh sau: Trên mỗi mặt cắt bố trí quan trắc lún, ở phía ngoài cách chân ta luy 1m bố trí một dãy cọc quan trắc di động ngang thẳng góc với tim đờng từ 3-4 cọc với cự ly từ 5-10m, dùng cọc hoặc cọc bê tông tiết diện 10 x 10cm đóng ngập với đất yếu ít nhất là 1,2m và cao trên mặt đất yếu ít nhất là 0,5m (nếu lún nhiều và nếu có ngập nớc thì càng phải cao); trên đỉnh cọc có cắm chốt đánh dấu điểm quan trắc. Yêu cầu cọc phải cắm hoặc chôn chắc trong đất yếu. Trong quá trình đắp nền và đắp gia tải trớc (nếu có) hàng ngày phải đo đợc sự di chuyển theo hớng ngang (hớng thẳng góc với tim nền đờng) của chốt đánh dấu trên đỉnh tất cả các cọc nói trên bằng máy kinh vĩ chính xác theo phơng pháp tam 157 giác đạc với hai đỉnh tam giác định vị cố định nằm ngoài phạm vi ảnh hởng của tải trọng đắp. Đồng thời phải đo cao độ đỉnh cọc để theo dõi bề mặt đất yếu có bị đẩy trồi lên không. Sau khi đắp xong, hàng tuần phải tiếp tục quan trắc cho đến khi thấy rõ nền đờng đã ổn định. Độ chính xác của máy kinh vĩ phải bảo đảm sai số về đo cự ly là 5mm, về đo góc là 2,5". II.3.4. Đối với các đoạn nền đắp trên đất yếu có quy mô lớn và quan trọng hoặc có điều kiện địa chất phức tạp nh đoạn có chiều cao đắp lớn, hoặc phân bố các lớp địa chất không đồng nhất (có lớp vỏ cứng ) khiến cho thực tế có những điều kiện khác nhiều với các điều kiện dùng trong tính toán ổn định và lún thì nên bố trí thêm hệ thống quan trắc áp lực lỗ rỗng (cùng với các điểm quan trắc mức nớc ngầm) và các thiết bị đo lún ở độ sâu khác nhau (thiết bị kiểu guồng xoắn ). Nhờ có hệ thống các thiết bị quan trắc này, càng dễ dàng thực hiện đợc các yêu cầu nói ở Điều II. 2.5 và nhờ đó tạo điều kiện thuận lợi cho việc rút ngắn thời gian thi công công trình. Trong trờng hợp này, việc thiết kế bố trí lắp đặt các hệ thống thiết bị quan trắc nói trên đợc xem là một nội dung thiết kế đặc biệt do các kỹ s chuyên ngành thực hiện và phải đợc chủ quản đầu t xét duyệt riêng. II.4. Xác định các tải trọng tính toán II.4.1. Các tải trọng tính toán khi kiểm tra ổn định và dự báo lún của nền đắp trên đất yếu gồm tải trọng đắp nền và đắp gia tải trớc, tải trọng xe cộ, tải trọng động đất nh nói ở Điều II.1.1. và II.2.2. Vì việc tính toán đều đa về bài toán phẳng, do vậy các tải trọng tính toán đều đợc xác định tơng ứng với phạm vi phân bố trên 1m dài nền đờng. II.4.2. Tải trọng đắp nền và đắp gia tải trớc đợc xác định đúng theo hình dạng đắp trên thực tế (hình thang với mái dốc có độ dốc thiết kế, có thể có thêm phản áp hoặc trong trờng hợp đào bớt đất yếu trớc khi đắp thì có thêm hai dải tải trọng phản áp vô hạn ở hai bên). II.4.3. Tải trọng xe cộ đợc xem là tải trọng của số xe nặng tối đa cùng một lúc có thể đỗ kín khắp bề rộng nền đờng (Hình II.1) phân bố trên 1 m chiều dài đờng; tải trọng này đợc quy đổi tơng đơng thành một lớp đất đắp có chiều cao là h x xác định theo công thức sau: l.B. G.n h x = (II-1) trong đó: G - Trọng lợng một xe (chọn xe nặng nhất), Tấn n - Số xe tối đa có thể xếp đợc trên phạm vi bề rộng nền đờng (nh sơ đồ xếp xe ở Hình II.1). - Dung trọng của đất đắp nền đờng, T/m 3 l - Phạm vi phân bố tải trọng xe theo hớng dọc, m (nh Hình II.1) 158 Có thể lấy l = 4,2m với xe G = 13 tấn, lấy l = 6,6m khi xe có G = 30 tấn, lấy l = 4,5 m với xe xích có G = 80 tấn. Hình II.1. Sơ đồ xếp xe để xác định tải trọng xe cộ tác dụng lên đất yếu B là bề rộng phân bố ngang của các xe (mét) đợc xác định nh ở sơ đồ Hình II.1 theo công thức sau: B = n.b + (n-1)d+2 (II-2) Trong đó thờng lấy b = 1,8m với các loại ôtô, b = 2,7m với xe xích; d là khoảng cách ngang tối thiểu giữa các xe (thờng lấy d = 1,3m); e là bề rộng lốp đôi hoặc vệt bánh xích (thờng lấy e = 0,5-0,8m); còn n đợc chọn tối đa nhng phải bảo đảm B tính đợc theo (II-2) vẫn nhỏ hơn bề rộng nền đờng. Nh vậy khi tính toán có xét đến tải trọng xe cộ thì tải trọng đắp xem nh đợc cao thêm một trị số h x . II.4.4. Tải trọng động đất đợc kể đến khi tính toán kiểm tra mức độ ổn định của nền đắp trên đất yếu chính là lực quán tính do động đất của bản thân khối trợt, lực này xem nh tỷ lệ thuận với trọng lợng bản thân khối trợt: W i = K c .Q i (II-3) trong đó: W i - Lực động đất tác dụng trên một mảnh trợt i (hoặc khối trợt i) (Tấn), W i có điểm đặt là trọng tâm mảnh (hoặc khối trợt) và có phơng nằm ngang từ phía trong nền đờng ra phía ngoài mái ta luy nền đắp; Q i - Trọng lợng của mảnh trợt i (hoặc khối trợt i), Tấn; K c - Hệ số tỷ lệ đợc lấy tuỳ thuộc cấp động đất nh ở Bảng II-2. Hệ số tỷ lệ K c Bảng II-2 Cấp động đất 7 8 9 10 11 12 Hệ số K c 0,025 0,05 0,1 0,25 0,5 0,5 159 Phân vùng động đất của nớc ta có thể tham khảo ở Quy chuẩn Xây dựng Việt Nam và chỉ những vùng có thể có động đất từ cấp 7 trở lên thì khi tính toán mới phải xét đến lực động đất. Ngoài ra còn có thể tham khảo cách tính lực động đất ở tiêu chuẩn ngành 22 TCN 221-95. III. Các yêu cầu về khảo sát phục vụ việc thiết kế nền đờng qua vùng đất yếu III.1. Các yêu cầu chung III.1.1. Phải điều tra xác định đợc phạm vi phân bố của các vùng đất yếu cả về diện phân bố, chiều sâu phân bố và độ dốc ngang đáy lớp đất yếu dới cùng để xem xét các phơng án cho tuyến vòng tránh hoặc cho tuyến cắt qua đất yếu ở chỗ ít bất lợi nhất. Cũng cần điều tra xác định nguồn gây ẩm, khả năng thoát nớc, cũng nh vị trí và khả năng khai thác các mỏ đất dùng để đắp nền đờng. III.1.2. Phải lấy mẫu và tiến hành các thí nghiệm trong phòng và thực hiện các thí nghiệm hiện trờng cần thiết về địa kỹ thuật để xác định đợc: Loại đất và các chỉ tiêu nói ở Điều I.5.1, I.4.1 và I.5.2 để khẳng định vùng tuyến đi qua là vùng đất và để xác định loại đất yếu phải xử lý; Các chỉ tiêu phục vụ cho việc tính toán kiểm tra mức độ ổn định của nền đắp trên đất yếu, cụ thể là: Sức chống cắt không thoát nớc đợc xác định bằng phơng pháp cắt cánh tại hiện trờng (hoặc đợc xác định bằng phơng pháp cắt nhanh trong phòng thí nghiệm, nếu không có thiết bị cắt cánh tại hiện trờng), dung trọng tự nhiên và mức nớc ngầm (để xác định vùng đất yếu chịu tác dụng của lực đẩy nổi). Các chỉ tiêu này phải đợc xác định riêng cho mỗi lớp đất yếu khác nhau. Ngoài ra, cũng phải xác định các chỉ tiêu lực dính C, góc nội ma sát và dung trọng đối với đất dùng để đắp nền đờng (ứng với trạng thái chặt và ẩm của đất đắp); Các chỉ tiêu phục vụ cho việc tính toán dự báo độ lún tổng cộng và độ lún cố kết theo thời gian thông qua thí nghiệm xác định nén lún trong điều kiện không nở hông, hệ số rỗng ban đầu e o , chỉ số nén lún C r và C c , hệ số cố kết theo phơng thẳng đứng C v (cm 2 /giây) và áp lực tiền cố kết p . Các chỉ tiêu này cũng phải đợc xác định riêng cho mỗi lớp đất yếu khác nhau (ý nghĩa ký hiệu các chỉ tiêu nói trên xem ở Mục VI). III.2. Các quy định về khảo sát địa hình III.2.1. Khi tiến hành lập dự án khả thi, đối với vùng đất yếu phải đo đạc lập đợc bình đồ tỷ lệ 1:500 ữ 1:1000 với chênh lệch các đờng đồng mức 0,50m dọc theo các phơng án tuyến qua vùng đất yếu. Trờng hợp vùng đất yếu phân bố rộng lớn (nh vùng đầm lầy ) thì cũng có thể sử dụng phơng pháp đo đạc hàng không để khảo sát địa hình, địa mạo của cả khu vực. Trong giai đoạn này, các mặt cắt dọc và mặt cắt ngang phục vụ cho việc thiết kế tính toán nền đắp trên đất yếu có thể đợc xác định thông qua bình đồ địa hình đã lập. 160 III.2.2. Trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật và thiết kế lập bản vẽ thi công phải đo đạc mặt cắt dọc và mặt cắt ngang theo tuyến đờng thiết kế với các cọc chi tiết có cự ly tơng ứng với quy định ở mỗi giai đoạn, ngoài ra có bổ sung các cọc tại vị trí khoan thăm dò, lấy mẫu thí nghiệm đất yếu và tại vị trí dự kiến bố trí các hệ thống quan trắc nói ở Mục II.3. III.3. Các quy định về khảo sát và thí nghiệm địa kỹ thuật III.3.1. Để đạt đợc các yêu cầu nói ở Điều III.1.1 và III.1.2 phải kết hợp thăm dò không lấy mẫu (bằng các thiết bị khoan xoắn, xuyên tĩnh hoặc cắt cánh tại hiện trờng) và thăm dò có lấy mẫu (bằng thiết bị khoan lấy mẫu nguyên dạng đem về thí nghiệm trong phòng) sao cho tiết kiệm nhất. Với diện thăm dò rộng trong giai đoạn lập dự án khả thi nên tận dụng tối đa các biện pháp thăm dò không lấy mẫu kết hợp với khoan lấy mẫu thí nghiệm ở mức độ tối thiểu. Trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật và thiết kế chi tiết lập bản vẽ thi công phải bổ sung bằng biện pháp khoan lấy mẫu, chỉ bổ sung thăm dò không lấy mẫu khi thật cần thiết (khi cần mở rộng diện thăm dò hoặc khi việc thăm dò không lấy mẫu ở giai đoạn lập dự án khả thi cha đủ nh nói ở Điều III.3.2). Vị trí và số lợng các điểm thăm dò phải do Chủ nhiệm dự án quyết định sau khi có dự kiến các phơng án thiết kế. Khi thăm dò bằng khoan, xuyên, cắt cánh nên tham khảo các quy trình hữu quan dới đây: Quy trình khoan thăm dò địa chất 22TCN 259-2000 Cắt cánh: ASTM D2573 và TCXD 205-1998 của Bộ Xây dựng Xuyên: ASTM D1586 III.3.2. * Bớc lập dự án khả thi: Sau khi đã tiến hành khoan thông thờng mà phát hiện đất yếu thì tiến hành khoanh vùng và bố trí lỗ khoan trên tim tuyến với khoảng cách từ 250 đến 500 mét (nếu cần thiết có thể bổ sung các điểm thăm dò nh: cắt cánh, xuyên vv để phát hiện phạm vi đất yếu, những việc bổ sung thăm dò này không lấy mẫu thí nghiệm). Chỉ khoan trên mặt cắt ngang khi thiết kế đề nghị và đợc Chủ đầu t chấp thuận. * Bớc thiết kế kỹ thuật: Công tác thăm dò địa chất công trình bằng những lỗ khoan đợc bố trí cách nhau thông thờng từ 50 đến 100 mét trên tim tuyến (trong đó kể cả khối lợng đã tiến hành ở bớc lập dự án khả thi). - Trong trờng hợp đặc biệt cự ly này có thể rút ngắn hơn. - Cứ cách 100-150 mét tiến hành 1 mặt cắt địa chất công trình theo chiều ngang vuông góc tim tuyến, trên đó có 3 lỗ khoan. Mỗi khu vực đất yếu phải có tối thiểu hai mặt cắt ngang địa chất đại diện. - Độ sâu khoan thăm dò phải đến dới đáy lớp đất yếu, vào lớp đất không yếu thêm 2m hoặc nếu đất yếu có chiều dày lớn thì khoan đến hết phạm vi chịu ảnh hởng của tải trọng đắp. Phạm vi này đợc xác định tơng ứng với độ sâu tại đó có ứng suất do tải trọng đắp (do nền đắp và phần đắp gia tải trớc nếu có) gây ra bằng [...]... vật liệu đắp không tiếp tục lún vào đất yếu nữa, tức là đến khi tạo đợc mặt bằng thi công vững chắc trên đất yếu phần nền đắp kể từ mặt đất tự nhiên trở lên phải đợc đắp từng lớp và bảo đảm đạt đợc yêu cầu đầm nén quy định 163 IV.2.4 Để tạo điều kiện thi công đắp trực tiếp trên đất yếu đợc thuận lợi (tạo điều kiện cho xe máy đi lại trên vùng đất yếu và tạo điều kiện để đầm chặt các lớp đất đắp đầu... đắp từ vùng nền thiên nhiên là đất không yếu ra vùng đất yếu để thi công nền đắp trực tiếp trên đất yếu Khi thực hiện công nghệ đắp cần bảo đảm đợc các điều kiện sau: đắp bờ, hút khô nớc trên bề mặt đất yếu; vật liệu đắp phải là loại ổn định nớc tốt nh cát các loại, cấp phối sỏi cuội, đá hoặc các phế liệu công nghiệp phần đợc đắp chỉ là phần nằm dới mặt đất yếu tự nhiên và việc lu lèn vẫn phải... thêm các quy trình và tiêu chuẩn nói ở Điều III.3.1, kết hợp với kinh nghiệm của các chuyên gia địa kỹ thuật) IV Các giải pháp thờng áp dụng để thiết kế nền đắp trên đất yếu IV.1 Yêu cầu chung đối với cấu tạo nền đắp trên đất yếu IV.1.1 Cấu tạo của nền đắp trên đất yếu phải bảo đảm hạn chế đợc các tác dụng bất lợi của nớc ngập và nớc ngầm: Đất đắp phải dùng loại ổn định nớc tốt, tuyệt đối không dùng... đợc quy định ở Mục VI của bản Quy trình này Trong mọi trờng hợp đắp trực tiếp trên đất yếu đều nên có tầng đệm cát dầy tối thiểu 50cm và rộng thêm so với chân ta luy nền đắp mỗi bên 0,5-1,0m IV.2.2 Các trờng hợp sau đây có thể xét tới việc áp dụng giải pháp đắp trực tiếp Trên vùng đất yếu có lớp đất không thuộc các loại đất yếu nói ở Mục I.4 và I.5 (thực tế thờng gọi là lớp vỏ trên bề mặt đất yếu) ... thấp áp dụng cho nền đắp các đờng khác IV.2 Đắp trực tiếp trên đất yếu IV.2.1 Có thể áp dụng giải pháp đắp trực tiếp (không dùng một biện pháp xử lý nào khác) khi tính toán ổn định và lún của nền đắp trực tiếp trên nền thiên nhiên (bao gồm cả đất yếu ở dới) hoặc trực tiếp trên nền đất yếu đều thoả mãn đợc các yêu cầu và tiêu chuẩn nói ở Mục II.1 và II 2 Phơng pháp tính toán ổn định đợc quy định ở Mục... luy nền đắp) Điều này có nghĩa là, chiều sâu đào đất yếu chỉ cần bảo đảm đạt đợc trong phạm vi bề rộng nền đờng, còn hai bên ta luy chiều sâu đào có thể giảm dần IV.3.3 Các trờng hợp dới đây đặc biệt thích hợp đối với giải pháp đào một phần hoặc đào toàn bộ đất yếu: Bề dày lớp đất yếu từ 2m trở xuống (trờng hợp này thờng đào toàn bộ đất yếu để đáy nền đờng tiếp xúc hẳn với tầng đất không yếu) ; Đất yếu. .. tháng Có thể dùng bất kỳ loại đất nào (kể cả đất lẫn hữu cơ) để đắp gia tải trớc Ta luy đắp gia tải trớc đợc phép đắp dốc tới 1:0,75 và độ chặt đầm nén chỉ cần đạt K = 0,9 (đầm nén tiêu chuẩn) IV.7 Sử dụng vải địa kỹ thuật để tăng cờng mức độ ổn định của nền đắp trên đất yếu IV.7.1 Khi bố trí vải địa kỹ thuật giữa đất yếu và nền đắp nh ở Hình IV.1, ma sát giữa đất đắp và mặt trên của vải địa kỹ thuật sẽ... lợng thể tích và bề dày lớp đất i nằm trong phạm vi từ mặt tiếp xúc của đất yếu với đáy nền đắp (z=0) đến độ sâu z trong đất yếu; chú ý rằng đối với các lớp đất yếu nằm dới mức nớc ngầm thì trị số i phải dùng trọng lợng thể tích đẩy nổi (trừ đi 1) z - ứng suất (áp lực) thẳng đứng do tải trọng đắp (phần nền đắp và phần đắp gia tải trớc nếu có, nhng không kể phần chiều cao đắp hx quy đổi từ tải trọng xe... trọng nền đắp trên các cọc tre Tơng tự, có thể dùng các cọc tràm loại có đờng kính đầu lớn trên 12cm, đầu nhỏ trên 5cm, đóng sâu 3-5cm với mật độ 16 cọc/m2 IV.4 Đắp bệ phản áp IV.4.1 Giải pháp này chỉ dùng khi đắp nền đờng trực tiếp trên đất yếu với tác dụng tăng mức ổn định chống trợt trồi cho nền đờng để đạt các yêu cầu nói ở II.1.1, cả trong quá trình đắp và quá trình đa vào khai thác lâu dài Nếu đắp. .. dày đất yếu vợt quá 4-5m thì có thể đào một phần sao cho đất yếu còn lại có bề dày nhiều nhất chỉ bằng 1/2 - 1/3 chiều cao đắp (kể cả phần đắp chìm trong đất yếu) IV.3.4 Trờng hợp đất yếu có bề dày dới 3m và có cờng độ quá thấp đào ra không kịp đắp nh than bùn loại II, loại III, bùn sét (độ sệt B>1) hoặc bùn cát mịn thì có thể áp dụng giải pháp bỏ đá chìm đến đáy lớp đất yếu hoặc bỏ đá kết hợp với đắp . Việt Nam 22TCN 262 - 2000 Bộ Giao thông vận tải Quy trình khảo sát thiết kế nền đờng tô đắp trên đất yếu tiêu chuẩn thiết kế Có hiệu lực từ ngày 15/6 /2000 (Ban hành kèm theo Quy t định. bộ công trình đờng thì mới cần nghĩ đến các giải pháp xử lý khác. IV.2.3. Công nghệ đắp từ vùng nền thiên nhiên là đất không yếu ra vùng đất yếu để thi công nền đắp trực tiếp trên đất yếu. . 1398 /2000/ QĐ-BGTVT, ngày 1/6 /2000 của Bộ trởng Bộ GTVT) I. Các quy định chung I.1. Quy trình này đợc áp dụng khi tiến hành khảo sát thiết kế nền đờng tô đắp trên đất yếu, bao gồm cả nền đắp